Física II. J.A.Moleón1 Magnetismo Ø Campo Magnético Ø Inducción Electromagnética Ø Campo Magnético en la materia Departamento de Física Universidad de Jaén

Física II. J.A.Moleón 2 1- Introducción  Faraday y Henry (s. XIX), por separado, observan el siguiente fenómeno:  "Un campo magnético variable induce corriente eléctrica en un conductor". O mejor dicho, la variación del número de líneas de campo que atraviesan la espira. Simulación

Física II. J.A.Moleón 3 2 – Ley de Faraday  Para calcular esa corriente inducida, consideramos el circuito siguiente con una parte móvil: Simulación

Física II. J.A.Moleón 4 2 – Ley de Faraday  La fuerza ejercida por el campo magnético sobre los electrones los desplaza hasta la parte baja de la barra, produciendo una diferencia de potencial , al realizar la fuerza trabajo sobre las cargas: 4 Ley de Faraday  Esta  constituye una fuerza electromotriz inducida por la variación del flujo magnético en el interior del circuito que podemos expresar como: Simulación

Física II. J.A.Moleón 5 2 – Ley de Faraday  La corriente inducida, como toda corriente en una espira, produce un campo magnético que, por el sentido que hemos visto, se opone al externo.  Este efecto es contrario a su causa, que aumentaba el flujo que atraviesa la espira. Por tanto, la corriente inducida intenta mantener el flujo dentro de la espira como estaba (Inercia Magnética).  Por supuesto, si la causa es contraria, también lo es el efecto.  Ley de Lenz

Física II. J.A.Moleón 6 3 – Generador simple de c. a. Simulación  Aplicamos la Ley de Ampère:

Física II. J.A.Moleón 7 3 – Generador simple de c. a.  Este sistema constituye un Generador simple de c.a.:  Al contrario, si hacemos pasar una c.a. por la espira dentro de un B  esta se moverá con una cierta velocidad angular w  será un Motor simple de c.a.

Física II. J.A.Moleón 8 4 – Autoinducción  Si por una espira circula una intensidad de corriente variable, el B producido también será variable, y este a su vez, inducirá corriente.  L  Coeficiente de Autoinducción o Inductancia  L =  / I  1 wb / 1 A = 1 Henrio  Ejemplo:Solenoide B =  0 n I   = N B S = n l B S =  0 n 2 S l I  L =  0 n 2 S l

Física II. J.A.Moleón 9 4 – Autoinducción  Podemos reescribir la Ley de Lenz:  Si L es constante:fem autoinducida

Física II. J.A.Moleón 10 5 – Inducción mútua  M  Coeficiente de Inducción mútua (sólo depende de la geometría)  El flujo magnético de una bobina puede llegar a otra cercana:  Si M es constante: Simulación

Física II. J.A.Moleón 11 6 – Energía en un Inductor  La f.e.m. inducida por una corriente variable se puede considerar mantenida por una fuente de energía (o de Potencia):  Igual que para un condensador:  Ejemplo: Solenoide L =  0 n 2 S l  W = (1/2)  0 n 2 S l I 2  Densidad de energía en volumen: U = W/Vol = (1/2)  0 n 2 I 2  Igual que para un condensador:

Física II. J.A.Moleón 12 7 – Circuito RL  Al conectar el interruptor la corriente aumenta desde cero, por tanto se producirá fem:  Aplicamos la Ley de Ohm:

Física II. J.A.Moleón 13 7 – Circuito RL  La expresión que resulta para la corriente:  Denominamos Constante de tiempo inductiva:

Física II. J.A.Moleón 14 7 – Circuito RL  Si desconectamos la fuente y conectamos S 2, ahora la corriente cae de su valor máximo hasta cero:  Siendo , la Cte. de tiempo (L/R). Simulación